高硅铸铁用于浓硝酸生产设备防腐改造

   济南化肥厂有限责任公司年产30t浓硝酸，所用的气液分离器、成品酸冷却器及成品酸泵等设备，由于耐腐蚀性较差，使用寿命短，维修频繁，严重影响了生产的正常进行。
    气液分离器的上部为不凝性气体，下部为液体硝酸，内部介质为98.2%以上的浓硝酸（温度20℃）。原设计结构为上、下底及筒体焊接而成，材料为C4钢，主要成分是 0Cr14Ni4Si4 ，能耐稀硝酸的腐蚀，但由于气液分离器内有大量的浓硝酸挥发性气体，使设备易产生晶间腐蚀，焊缝处热影响区由于晶粒发生变化，使焊缝处耐腐蚀性能大大降低。焊缝泄漏严重，塔顶负压严重降低，经测厚检查，壁厚由原来的4mm减为2mm，每隔10天左右就要停车检修。成品酸冷却器是淋洒式水冷器，内部介质为98.2%以上的浓硝酸。原设计材料是铝合金，直管和弯头是用氩弧焊焊接的，由于焊后焊缝及周围热影响区的材料成分发生变化，焊缝经常因腐蚀发生泄漏，一旦泄漏，冷却水进入铝管，使成品酸的浓度降到98.2% 以下，造成成品酸不合格，同时由于酸漏入循环水中，对凉水塔设备及管线也造成了腐蚀。成品酸泵原设计为50FF-40四氟泵，叶轮材料为聚四氟乙烯，外装式机械密封，静环材料是陶瓷，动环材料是聚四氟乙烯，常温下，聚四氟乙烯耐硝酸腐蚀的能力较强，但成品酸温度是20℃左右，夏天能达到60℃，此时聚四氟乙烯的强度及耐腐蚀能力都会大大降低，叶轮轴与机械密封结合部经常因腐蚀造成间隙过大，间隙由0.5mm增大到3～5mm，成品酸从叶轮轴端部向外泄漏，一周左右就要换一台泵。
    针对上述问题，应用高硅铸铁材料，对气液分离器、成品酸冷却器及成品酸泵分别进行了防腐改造，以提高其抗腐蚀性能。高硅铸铁材料主要成分是STSi15R，Si含量14.5%～17%，能耐浓硝酸的腐蚀，机理是其表面可形成由SiO2组成的保护膜。
    气液分离器C4钢焊接结构改为高硅铸铁，三个部分用法兰连接而成。成品酸冷却器列管改为高硅铸铁材料，两端用短节进行连接。为了提高冷却效果，把冷却器下半部由单排管改为双排管，并把冷却水槽加宽100mm，中间增加淋水板。成品酸泵的型号改为50FG-40，通流部分（叶轮、轴套、叶轮背帽、泵盖、泵体、机械密封静环）全部改为高硅铸铁材料。
    上述三种设备改造后的实际运行表明，使用寿命均大大延长，改造效果显著。X08.07-01